一种应用于锂硫电池正极材料自愈合改性聚丙烯酸粘结剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术获得了一种应用于锂硫电池正极材料自愈合改性聚丙烯酸粘结剂，其目的是要解决现有粘结剂所制备的正极材料表面包覆性能差、粘结强度低，长期循环后电池电化学性能差的问题。为了制备一种能够有效缓解锂离子电池中穿梭效应带来的体积膨胀、优异的离子导电率以及高充放电性能的粘结剂，在设计软单体配方时，通过引入大量羧基极性基团，使所制备的2‑EHA‑AA‑MMA复合功能性粘结剂与活性物质和集流体之间都能形成强的化学吸附和氢键，提供更多的活性位点。其刚柔相济的多重网络结构以及在电极制备过程中形成的特殊自修复能力，不仅提供了足够的机械支撑，而且可以缓冲正极材料在充放电过程中的体积变化所引起的应变。这种材料的显著特性在于其可重复的自修复能力，不仅能够有效维持电极结构的完整性，更能显著提升锂硫电池循环稳定性，从而延长整个电极材料系统的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于锂硫电池正极材料自愈合改性聚丙烯酸粘结剂的制备方法及应用。

技术介绍

1、锂硫（li-s）电池在循环充放电过程中，正、负极活性物质在锂离子多次嵌入和脱出过程中会发生体积膨胀，会出现电极材料导电网络的破坏和活性物质粒子的分散，进而导致锂电池容量的快速衰减和循环次数缩减。粘结剂作为锂硫电池正极关键辅助组分之一，是将正极活性物质、导电剂和集流体有效连接的载体，虽含量很少，但对正极结构的稳定性和完整性至关重要。目前商用的正极粘结剂pvdf由于其本身的范德华力粘附和半结晶结构使得对正极表面的包覆性能差、粘结强度低，长期循环后导致正极结构坍塌、电池电化学性能下降。与 pvdf粘结剂相比，改性聚丙烯酸分子中含有大量-cooh基团，在正极材料表面形成紧密而均匀的保护层，有效地稳定了晶格结构、抑制了锂硫电池电压和容量衰减。

2、因而，本研究通过分子设计和工艺优化设计出一种富含极性基团的自愈合功能柔性粘结剂。由于大量羧酸官能团的存在，聚丙烯酸粘结剂与活性物质和集流剂都能形成强的化学吸附和氢键，提供更多的活性位点。其刚柔相济的多重网络结构以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种应用于锂硫电池正极材料自愈合改性聚丙烯酸粘结剂的制备方法及应用，其特征在于是按以下步骤完成的：

2.根据权利要求1述的一种应用于锂硫电池正极材料自愈合改性聚丙烯酸粘结剂的制备方法及应用，其特征在于步骤一①中预乳化单体选择时为丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯及丙烯酸，丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈三种单体相互搭配，且三者质量比为5:3:1；步骤一①中乳化剂占软单体总含量的百分含量为1.2 %，引发剂占软单体总含量的百分含量为0.8 %；步骤一①中是在氮气氛围下，保持300 r/rad~360 r/rad高速搅拌40min，得到混合溶液Ⅰ；步骤一②中预先将智能控温磁力搅...

【技术特征摘要】

1.一种应用于锂硫电池正极材料自愈合改性聚丙烯酸粘结剂的制备方法及应用，其特征在于是按以下步骤完成的：

2.根据权利要求1述的一种应用于锂硫电池正极材料自愈合改性聚丙烯酸粘结剂的制备方法及应用，其特征在于步骤一①中预乳化单体选择时为丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸羟乙酯及丙烯酸，丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈三种单体相互搭配，且三者质量比为5:3:1；步骤一①中乳化剂占软单体总含量的百分含量为1.2 %，引发剂占软单体总含量的百分含量为0.8 %；步骤一①中是在氮气氛围下，保持300 r/rad~360 r/rad高速搅拌40min，得到混合溶液ⅰ；步骤一②中预先将智能控温磁力搅拌器中的温度调节至60℃，转移40ml混合溶液ⅰ后立即加入0.25 g过硫酸铵和0.15 g碳酸氢钠，过硫酸铵和碳酸氢钠的质量比为5:3；步骤一②待反应釜ⅱ中温度计显示为72℃~75℃，将反应釜ⅰ中剩余液体转移至反应釜ⅱ中的滴液漏斗中，以每滴5秒的速度缓慢滴加；步骤一②中整个过程保持360 r...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪建新，张馨友，杨宇彤，赵立杰，王文迪，
申请(专利权)人：齐齐哈尔大学，
类型：发明
国别省市：